Einstein Probe wykryła ukrytą, dziewięciominutową fazę po krótkim rozbłysku gamma

Krótki błysk może sprawiać wrażenie, że kosmiczne zjawisko kończy się, zanim na dobre się zacznie. 4 lipca 2025 roku sonda Einstein Probe zarejestrowała jednak dalszy ciąg zdarzenia oznaczonego jako EP250704a, znanego też jako GRB 250704B. Po rozbłysku gamma trwającym około 0,4 sekundy źródło emitowało miękkie promieniowanie rentgenowskie przez mniej więcej 560 sekund. 12

Ten przedłużony sygnał wskazuje na osobną fazę aktywności, której nie dałoby się uchwycić, obserwując tylko twardsze promieniowanie. Może też pomóc badać to, co zostaje po zderzeniu obiektów kompaktowych. Jednym z możliwych wyjaśnień jest długo żyjący, szybko wirujący magnetar — ale obserwacje nie rozstrzygają, jaki obiekt pozostał po zdarzeniu. 211

Po krótkim rozbłysku: minuty miękkiego promieniowania X

GRB 250704B zaklasyfikowano jako krótki rozbłysk gamma. Jego całkowity czas trwania wyniósł około 0,4 sekundy. Tymczasem Teleskop Rentgenowski Szerokiego Pola (WXT) na pokładzie Einstein Probe wykrył w zakresie miękkiego promieniowania rentgenowskiego, 0,5–4 keV, emisję trwającą około 560 sekund po rozbłysku. 12

To ważna różnica: zmienność i widmo sygnału nie pasują do prostego obrazu, w którym po krótkim błysku twardego promieniowania gamma następuje wyłącznie typowa poświata. Autorzy badania opisują emisję rentgenowską jako odrębną, przedłużoną fazę związaną z samym rozbłyskiem. Bez obserwacji w miękkim zakresie promieniowania rentgenowskiego ten etap mógłby pozostać niewykryty. 2

Obserwacje uzupełniające odsłoniły bardziej złożony obraz

Dalsze obserwacje pokazały, że zdarzenie nie ograniczało się do początkowego błysku. Analiza obejmująca wiele zakresów promieniowania wykazała przedłużoną emisję rentgenowską oraz nietypowe plateau w świetle widzialnym i podczerwieni. Utrzymywało się ono około doby, po czym nastąpił szybki spadek jasności. Badacze śledzili zjawisko w zakresie od fal radiowych po promieniowanie gamma, przez niemal dwa dni.

Zebrane dane są zgodne z modelem, w którym aktywność podtrzymuje milisekundowy magnetar — gwiazda neutronowa o niezwykle silnym polu magnetycznym, wirująca z ogromną prędkością. W tej interpretacji emisja rentgenowska wiąże się z energią uwalnianą w miarę spowalniania obrotu magnetara, a światło widzialne i podczerwone to poświata zasilana dodatkowym dopływem energii. To jednak wyjaśnienie modelowe, a nie bezpośrednie potwierdzenie, że taki obiekt rzeczywiście powstał. 11

Co to może powiedzieć o zderzeniach gwiazd neutronowych?

Jeśli interpretacja z magnetarem jest trafna, pozostałość po zdarzeniu pozostawała aktywna i zasilała emisję długo po krótkim rozbłysku gamma. To istotne dla badań nad skutkami zderzeń obiektów kompaktowych: czy po połączeniu gwiazd neutronowych ich pozostałość może przetrwać, czy też szybko zapada się w czarną dziurę. Sygnał miękkiego promieniowania X może być również wskazówką elektromagnetyczną, której astronomowie będą szukać obok fal grawitacyjnych przy przyszłych zderzeniach. 211

Równanie stanu gwiazd neutronowych opisuje zachowanie materii przy ekstremalnie wysokiej gęstości, między innymi to, jak dużą masę taka gwiazda może utrzymać. W przyszłości wiarygodne pomiary masy układu i losu pozostałości po zderzeniu mogłyby pomóc sprawdzać różne modele tej materii. Sam przypadek EP250704a nie określa jednak natury pozostałości ani nie mierzy bezpośrednio równania stanu. Jego znaczenie polega na tym, że ujawnia sygnał, który warto badać przy kolejnych zdarzeniach. 211

Wniosek

Einstein Probe pokazała, że rozbłysk gamma trwający krócej niż pół sekundy może być początkiem znacznie dłuższej historii: po nim nastąpiło niemal dziesięć minut emisji miękkiego promieniowania rentgenowskiego. Obserwacje w świetle widzialnym, podczerwieni i falach radiowych dopełniły obrazu zjawiska. Magnetar jest jednym z wiarygodnych wyjaśnień, ale na razie pozostaje hipotezą, a nie rozstrzygniętym wynikiem. 1211